Verbundvorhaben: Überwindung der Therapieresistenz von Tumoren durch simultanes mitochondriales targeting von Chlorin e6 und Ko143 mittels mesoporöser Silika Nanopartikel; Teilvorhaben: Synthese und Charakterisierung von PDT-aktiven mesoporösen Silica Nanopartikeln für die Krebstherapie.

Die Überexpression des Membrantransportproteins ABCG2 ist mit der multiplen Therapieresistenz von Krebszellen assoziiert. Kooperative Untersuchungen der Antragsteller zeigten, dass der klinisch vielversprechende Photosensibilisator Chlorin e6 (Ce6) ein Substrat für ABCG2 ist und die Ko-Verabreichung des ABCG2-Inhibitors KO143 den Ce6-Efflux unterdrückt. Die simultane Freisetzung von Ce6 und KO143 durch Nanoträger mit dem Ziel der Unterdrückung der multiplen Therapieresistenz ist bisher unerforscht. Im beantragten Projekt sollen mit Ce6 und KO143 beladene Nanoträger durch Triphenylphosphonium-Funktionalisierung an Mitochondrien adressiert werden und hier eine photodynamisch vermittelte mitochondriale Dysfunktion bewirken, die zum Zelltod führen soll. Nanoträger sollen unter Verwendung der Sol-Gel-Methode hergestellt, beladen und umfassend charakterisiert werden. Beladungseffizienz und Freisetzungskinetik für Ce6 und KO143 werden mittels Hochdruck-Flüssigchromatographie ermittelt. Mitochondriales targeting soll mittels Laserscanning-Mikroskopie verifiziert werden. Die photodynamische Effizienz von Ce6 soll mittels zellbasierter Vitalitätsassays evaluiert werden. Die Effizienz der KO143- vermittelten Inhibition von ABCG2 erfolgt funktional unter Verwendung von Modellsubstraten mittels Durchflusszytometrie. Nach der Evaluation der kombinatorisch wirkenden Nanoträger in vitro sollen isogene ABCG2 positive vs. negative Tumore auf der Chorioallantoismembran des befruchteten Hühnereis (Tierversuchs-Ersatzmodell CAM) etabliert und unter Verwendung der Nanoträger photodynamisch behandelt werden. Ziel ist die effiziente Unterdrückung der ABCG2-vermittelten Ce6-Ausschleusung durch i) Verkürzung der Ce6-Verweildauer im Zytoplasma, ii) ATP-Depletion, sowie iii) KO143 vermittelte Modulation. Das Nanotherapeutikum ist eine vielversprechende adjuvante Therapieoption für Tumore. Eine Verwertung der Ergebnisse soll in Kooperation mit Unternehmen der Pharmabranche erfolgen.